Die Oberflächenverstärkte Ramanstreuung (Surface enhanced Raman scattering, SERS) ist eine hochsensitive, hochselektive und zerstörungsfreie spektroskopische Analysemethode, die das Problem des schwachen Ramanstreusignals effektiv löst. Nach Jahrzehnten der Entwicklung hat die SERS-Biosensortechnologie bedeutende Fortschritte bei der Aufklärung des Verstärkungsmechanismus, der Entwicklung von Verstärker-Materialien, der Herstellung leistungsfähiger Substrate sowie der Entwicklung neuer SERS-Nachweistechniken und -geräte erzielt. Dennoch bleiben die Konstruktion und Herstellung leistungsfähiger SERS-Substrate sowie die Entwicklung neuer Nachweistechniken entscheidende Herausforderungen für die quantitative Biosensorik und die Identifikation komplexer Substanzen. Optische Mikrokavitäten im Whispering-Gallery-Mode (WGM) sind ein wichtiges Mittel zur Verstärkung der Licht-Materie-Wechselwirkung. In Kombination mit der SERS-Technologie können sie die synergistischen Vorteile des WGM- und des SERS-Effekts voll ausschöpfen und eine doppelte Verstärkung des Ramanstreusignals ermöglichen. Dieser Artikel erläutert die Verstärkungsprinzipien von SERS aus drei Perspektiven: elektromagnetische Verstärkung, chemische Verstärkung und synergistische Verstärkung, analysiert hauptsächlich die SERS-Verstärkungsmechanismen in Halbleiter- und Metall-Halbleiter-Verbundsystemen am Beispiel von Zinkoxid (ZnO), diskutiert die Synergie in optischen Resonatorsystemen und gibt einen Überblick über die neuesten Forschungsfortschritte im Bereich der synergetischen SERS-Biosensorik mit WGM-Mikrokavitäten.

oberflächenverstärkte Ramanstreuung;biosensorik;Whispering-Gallery-Mode-Mikrokavitäten